EMI-Probleme bei Industrierobotern und wie DOREXS EMI-Filter zuverlässige Lösungen liefern

Autor: DOREXS

2025-11-19

Industrieroboter sind auf Hochgeschwindigkeits-Bewegungssteuerung, Präzisionssensoren, Servoantriebe und Echtzeit-Kommunikationsnetzwerke angewiesen. Diese Komponenten machen Robotersysteme äußerst empfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI). Die Gewährleistung der elektromagnetischen Verträglichkeit ist für den zuverlässigen Roboterbetrieb von entscheidender Bedeutung. Die Vermeidung elektromagnetischer Störungen ist für Roboterdesign- und Fertigungsumgebungen von entscheidender Bedeutung, da starke EMV-Maßnahmen und eine wirksame Abschirmung unerlässlich sind, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Geräte zu gewährleisten. EMI-Probleme und -Lösungen sind in verschiedenen Branchen relevant, darunter Automatisierung, Automobil, Fertigung und Luft- und Raumfahrt, wo strenge Zertifizierungsstandards und hohe EMI-Empfindlichkeit robuste Lösungen erfordern. Ohne ordnungsgemäße Filterung kann EMI zu Positionierungsfehlern, Systemausfällen und langfristigen Geräteschäden führen.

DOREXS bietet ein komplettes Sortiment anEMI-Filter-einschließlichDAA1-Serie, einphasige DEA4-Filter, mehrstufige DAC44-Filter und dreiphasige Hochstromfilter– speziell zur Verbesserung der EMV-Leistung in Industrierobotern entwickelt. DOREXS EMI-Filter sind so konstruiert, dass sie den wichtigsten Industriestandards (wie CE, FCC, ISO 7637-2) für elektromagnetische Verträglichkeit entsprechen.

Nachfolgend finden Sie detaillierte Anwendungsbeispiele im realen Stilwie DOREXS-Filter EMI-Probleme in Robotersystemen effektiv lösen.

EMI Issues in Industrial Robots and How DOREXS EMI Filters Deliver Reliable Solutions

Störquellen in Industrieroboterumgebungen

Industrieroboterumgebungen sind mit einer Vielzahl elektromagnetischer Störquellen (EMI) gefüllt, die den zuverlässigen Betrieb elektronischer Geräte und Robotersysteme beeinträchtigen können. Da Roboter immer fortschrittlicher und vernetzter werden, steigt das Risiko von EMI-Problemen. Daher ist es für Robotikingenieure unerlässlich, diese Herausforderungen zu verstehen und anzugehen. Ein gründliches Verständnis der Quellen, Mechanismen und Minderungsstrategien elektromagnetischer Störungen ist entscheidend für die Entwicklung wirksamer EMV-Maßnahmen und die Gewährleistung der Systemzuverlässigkeit bei elektromagnetischen Störungen. Robotik ist zu einem integralen Bestandteil des täglichen Lebens und der Geschäftsabläufe geworden, was die Eindämmung elektromagnetischer Störungen noch wichtiger macht.

1. Häufige EMI-Herausforderungen bei Industrierobotern

Industrielle Produktionslinien enthalten zahlreiche Störquellen, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass in Robotersystemen EMI-Probleme auftreten. Zu diesen Quellen gehören:

Servoantriebe und Servomotoren
VFDs für Förderbänder und Hilfsachsen
Schaltnetzteile
Roboterschweißgeräte
Hochfrequenz-Kommunikationssysteme (CANopen, EtherCAT, Profinet)

Zu den Auswirkungen elektromagnetischer Störungen auf Robotersysteme können verringerte Präzision, Kommunikationsfehler, unerwartete Fehlfunktionen und sogar Sicherheitsrisiken gehören, die alle den Betrieb stören und die Kosten erhöhen können. EMI-Probleme können auch die Mission eines Robotersystems beeinträchtigen und möglicherweise dazu führen, dass die beabsichtigten Aufgaben nicht erfüllt werden.

Um diese Risiken zu minimieren, ist es wichtig, bewährte Verfahren und empfohlene Strategien zu befolgen, um EMI-bezogene Probleme während der Entwicklung und des Betriebs von Robotern zu verhindern.

1.1 Typische Fehler bei Industrierobotern

Zu den häufigsten Ausfällen von Industrierobotern aufgrund von elektromagnetischen Störungen gehören:

Unbeabsichtigte Stopps oder Resets
Kommunikationsverlust zwischen Controllern und Sensoren
Unregelmäßige Bewegung oder Verlust der Positionierungsgenauigkeit
Fehlfunktionen des Sensors oder Fehlauslösung

Die Verwendung von Ferritperlen und die richtige Platzierung der Komponenten sind wesentliche Strategien, um sicherzustellen, dass der Betrieb des Roboters nicht durch elektromagnetische Störungen beeinträchtigt wird.

Durch EMI verursachte Fehlfunktionen können Sensoren, Stromversorgungen und Steuerungssysteme stören und zu Betriebsinstabilität führen. Die richtige Platzierung der Komponenten ist entscheidendReduzierung der EMIund Compliance zu erreichen. Wenn EMI nicht richtig angegangen wird, kann sie zu einem kritischen Systemausfall und damit zu Ausfallzeiten und potenziellen Sicherheitsrisiken führen.

Typische EMI-bedingte Roboterausfälle

Vibrationen des Roboterarms oder unkontrollierter Mikrojitter
Verzerrung des Encodersignals → Positionierungsungenauigkeit
Servo-Überstromalarme
Controller-Absturz oder Programm friert ein
Instabile SPS- oder Feldbuskommunikation
Falsche Auslösung von Näherungs-/Sichtsensoren

Durch die Verwendung von Abschirmungen zur Abdeckung empfindlicher Komponenten kann verhindert werden, dass externe elektromagnetische Störungen diese Fehler verursachen.
Die Einhaltung etablierter Richtlinien zur EMI-Minderung ist für die Aufrechterhaltung eines zuverlässigen Roboterbetriebs von entscheidender Bedeutung.

Externe Faktoren, die den Roboterbetrieb beeinflussen

Industrieroboter arbeiten in Umgebungen mit einer Vielzahl externer Faktoren, die ihre Leistung erheblich beeinträchtigen können, insbesondere im Hinblick auf elektromagnetische Störungen (EMI). In der heutigen Fertigungsindustrie ist die elektromagnetische Umgebung komplexer denn je, da zahlreiche elektronische Geräte, Maschinen und drahtlose Systeme nebeneinander arbeiten. Dadurch entsteht eine Situation, in der externe Geräusche und elektromagnetische Störungen leicht den Betrieb eines Roboters beeinträchtigen und zu unerwarteten Fehlfunktionen, verringerter Präzision oder sogar einem vollständigen Systemausfall führen können.
Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass Industrieroboter und andere elektronische Geräte zuverlässig funktionieren können, ohne dass sie durch unerwünschte Störungen beeinträchtigt werden oder diese verursachen. Robotikingenieure müssen nicht nur das interne Design von Robotersystemen berücksichtigen, sondern auch die externen EMI-Quellen in der Einsatzumgebung. Zu den häufigsten externen EMI-Quellen gehören nahegelegene Motoren, Frequenzumrichter, Schaltnetzteile, Wi-Fi-Netzwerke und sogar falsch abgeschirmte Kabel oder Antennen. Diese können zu Störungen führen, die empfindliche Komponenten, Signale und Kommunikationssysteme innerhalb des Roboters stören.

Echte Anwendungsfälle mit DOREXS EMI-Filtern

? Fall 1: Sechsachsige Roboterschweißstation – Servo-Jitter und instabile Bewegung

Dieser Fall ist ein Beispiel dafür, wie EMI-Probleme in realen Roboterautomatisierungsszenarien identifiziert und gemindert werden.

Problemhintergrund:Eine Schweißproduktionszelle mit vier Sechs-Achsen-Robotern litt unter starkem Servo-Jitter, wann immer der Schweißbrenner aktiviert wurde. Der Schweißinverter erzeugte hochfrequente leitungsgebundene Geräusche (1–10 MHz), die in den Stromeingang der Robotersteuerung zurückgespeist wurden. Es wurden Tests durchgeführt, um die EMI-Quelle zu identifizieren und festzustellen, welche Komponenten betroffen waren. Dabei stellte sich heraus, dass das Servosystem des Roboters besonders anfällig für externe elektromagnetische Störungen war. Bei experimentellen Tests in der Fabrikumgebung wurde EMI festgestellt, da diese die Fähigkeit zur genauen Erkennung von LTE-Signalen beeinträchtigte und die Leistung des Roboters beeinträchtigte.

Symptome:

Die Roboterachsen 4 und 5 zeigten während der Lichtbogenstartphase Mikrovibrationen
Gelegentliche Servo-Überstromalarme
Schweißbahnabweichung bis zu0,8 mm
Ausfall der Produktionslinie 3–5 Mal pro Woche

DOREXS-Lösung: Zur Abschwächung wurde ein dreiphasiger Hochleistungs-EMI-Filter von DOREXS zwischen dem Schweißinverter und dem Roboter-Servoantriebsschrank installiertEMI am IGBT-Inverter-Schweißgerätund EMI im Robotersystem reduzieren. Als zusätzliche Maßnahme wurden Ferritperlen auf den Strom- und Signalkabeln angebracht, um hochfrequentes Rauschen zu unterdrücken. Außerdem wurden Abschirmung und ordnungsgemäßes Kabelmanagement implementiert, um elektromagnetische Störungen durch Kabel zu verhindern, die als unbeabsichtigte Antennen wirken.

Warum dieses Modell:

3-stufige FilterungStruktur
Speziell optimiert fürGeräusche des Schweißinverters
Hohe Dämpfung im leitungsgebundenen Rauschband von 150 kHz–10 MHz

Einbaulage:

Haupt-AC-Eingang des Roboter-Servoantriebs-Controller-Schranks, wobei auf Abschirmung und Kabelführung geachtet wird, um die EMI-Aufnahme zu minimieren.

Messergebnisse:

Geleiteter Lärm um 72 % reduziert
Servo-Jitter vollständig eliminiert
Keine Servofehleralarme für 60 Tage Dauerbetrieb
Die Schweißgenauigkeit wurde von ±0,8 mm → ±0,15 mm verbessert
Die Produktionsausfälle verringerten sich von 3–5 Mal pro Woche auf 0 Mal.
Der Betrieb des Roboters wurde stabilisiert und es kam zu keinen weiteren EMI-bedingten Störungen, nachdem Abhilfemaßnahmen umgesetzt wurden.

Um eine kontinuierliche EMV-Konformität und einen optimalen Gerätebetrieb sicherzustellen, ist es wichtig, alle Beteiligten während des gesamten Entwicklungslebenszyklus der Robotik in den Testprozess einzubeziehen.

? Fall 2: Präzisionsmontageroboter – Fehler bei der Encoderpositionierung

Hintergrund:Eine Präzisionsmontagelinie nutzte SCARA- und Delta-Roboter für ±0,02-mm-Aufgaben. Roboter erzeugten gelegentlich kleine, aber kritische Positionsabweichungen. Um die Systemstabilität und Produktqualität aufrechtzuerhalten, waren Strategien zur Bekämpfung elektromagnetischer Störungen in der Verpackungslinie erforderlich.

Symptome:

Das Encoder-Feedback zeigte zufällige Spitzen
Der Roboter würde um 0,02–0,06 mm driften
Produktfehlerquote erreicht 3,1 %
Das Rauschen wurde auf Schaltnetzteile zurückgeführt, die sich dieselbe Wechselstromleitung teilten

DOREXS-Lösung: DOREXS installiertDAC41-10A Dreistufiger EMI-Filter mit hoher Dämpfungam AC-Eingang der Robotersteuerung. Diese Filter unterstützen die EMI-Kontrolle, indem sie eine robuste Rauschunterdrückung bieten und Probleme mit Kommunikationsausfällen beheben, die durch elektromagnetische Störungen entstehen können.

Warum DAC41-10A:

Mehrstufige Filterung → extrem hohe Gleichtaktrauschunterdrückung
Sehr geringe Leckage → sicher für Präzisionspositionierungsroboter
Entwickelt für empfindliche Elektronik und Bewegungssteuerungssysteme

Einbaulage:

AC-Eingang der Robotersteuerung
Extra kleiner DAA1-6A-Filter, installiert auf dem Schaltnetzteil, das das Bildverarbeitungssystem speist

Ergebnisse:

Encodersignalrauschen reduziert um83 %
Wiederholgenauigkeit der Roboterpositionierung wiederhergestellt±0,01 mm
Die Fehlerquote sank auf0,4 %.
Die Erkennungsgenauigkeit des Bildverarbeitungssystems wurde verbessert um19 %

Ein zukunftsorientierter Ansatz zur EMI-Prävention ist der effektivste Weg, um Herstellungsprozesse weiter zu optimieren und eine langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

? Fall 3: Roboterverpackungslinie – EtherCAT-Kommunikationsausfälle

Hintergrund:Eine Lebensmittelverpackungsanlage nutzte 12 Roboter, die über EtherCAT kommunizierten. In der Nähe befindliche Förderband-VFDs verursachten periodische EMI-Einspeisung in das gemeinsame Stromnetz und stellten Risiken für Roboterinspektionsstationen dar, da sie möglicherweise Maschinen und Kommunikationssysteme störten.

Symptome:

EtherCAT-Trennungsalarm zwischen SPS und Roboter
Gelegentlich friert der Roboter ein oder stoppt
Kommunikationswiederholungen um 500 % erhöht
Die Gesamteffizienz der Linie sank um 12 %.
Durch elektromagnetische Störungen verursachte Fehlfunktionen können zu Sicherheitsrisiken oder sogar zu Verletzungen für Bediener und Wartungspersonal führen

DOREXS-Lösung: Wenden Sie den wechselrichterspezifischen Filter DOREXS DF2 1-30A an jedem Förderband-VFD an, um empfindliche Sensoren und Steuerungen vor elektromagnetischen Störungen zu schützen und so den zuverlässigen Betrieb des Robotersystems sicherzustellen. Darüber hinaus kann die Verwendung einer Abschirmung als Isolationsbarriere zusätzlich verhindern, dass elektromagnetische Störungen empfindliche Komponenten beeinträchtigen, indem Rauschsignale blockiert oder reduziert werden.

Warum DF2:

Kostengünstig fürVFD-Rauschunterdrückung
Starke Differenzmodusfilterung für 150 kHz–500 kHz
Einfache DIN-Schienenmontage zur Nachrüstung

Einbaulage:

AC-Eingang jedes VFD-Zufuhrförderers

Ergebnisse:

EtherCAT-Paketverlust reduziert um98,5 %
Roboter-SPS-Kommunikation wurde100 % stabil
Linieneffizienz wiederhergestellt + zusätzlich7 % Steigerung
Reduzierte Zeit für die Fehlerbehebung im Systemum 90 %

? Fall 4: Arbeitszelle eines Industrieroboters – Mehrere Sensoren lösen unregelmäßig aus

Hintergrund:Eine mit einem Roboter ausgestattete Inspektionsstation nutzte sechs Arten von Sicht-, Distanz- und IR-Sensoren. Die elektromagnetische Strahlung eines Hochfrequenz-Plasmaschneiders beeinträchtigte die Sensorleistung und erschwerte den zuverlässigen Betrieb des Roboters.

Symptome:

Falsche Auslöser des Sensors
Sehstörungen beeinträchtigen die Erkennung
Der Roboter blieb aufgrund von Sicherheitsfehlalarmen oft stehen

DOREXS-Lösung:

Für Robotersteuerung:DEA4-10A Hochleistungs-Einphasenfilter
Für Plasmaschneider-Stromaggregat:DAC1-20ADreiphasiger EMI-Filter

Warum diese Modelle:

DEA4: optimiert für empfindliche Steuerelektronik
DAC1: Bewältigt hohe Leistungslast + starke Unterdrückung

Ergebnisse:

Die Rate falscher Sensorauslösungen sank von 20–30 Mal pro Tag auf 0–1 Mal pro Tag.
Vision-Bildrauschen um 60 % reduziert
Der Roboter stoppte unerwartet: von 2–3 Mal pro Tag auf 0 Mal.
Die Gesamtgenauigkeit der Inspektion wurde um 14 % verbessert.
Die Fähigkeit des Roboters, seine Aufgaben präzise auszuführen, wurde nach der EMI-Abschwächung wiederhergestellt, sodass sichergestellt wurde, dass er wie vorgesehen funktionieren konnte.
Die Berücksichtigung der EMI-Minderung während des gesamten Entwicklungsprozesses von Robotersystemen ist für die Aufrechterhaltung eines zuverlässigen Betriebs und einer langfristigen Leistung von entscheidender Bedeutung.

Vorteile der Verwendung von DOREXS EMI-Filtern in Robotersystemen

✔ Hohe Dämpfung für Industrielärm

Schwere Maschinen, Servosysteme und Wechselrichter erzeugen starke EMI – DOREXS-Filter bieten eine mehrstufige Unterdrückung.

✔ Schützt hochwertige Komponenten

Servoantriebe, Encoder und Robotersteuerungen sind teure Komponenten; Der Einbau von Filtern kann deren Lebensdauer deutlich verlängern.

✔ Verbessert Präzision und Wiederholbarkeit

Bei Montage-, Schweiß-, Schneid- und Dosierrobotern wirken sich elektromagnetische Störungen direkt auf die Genauigkeit aus.

✔ Reduziert Ausfallzeiten erheblich

Beispiele aus der Praxis zeigen, dass Ausfallzeiten um 80–100 % reduziert werden können.

✔ Gewährleistet die EMV-Konformität

Es entspricht Industriestandards wie EN 61800-3 und IEC 61000-6-4.

Empfohlene DOREXS EMI-Filter für Roboter

Szenarien	Empfohlene Modelle	Merkmale
Roboter-Hauptsteuerungen	DAC41-Serie	Dreistufige ultrahohe Dämpfung, geringer Leckstrom
Servoantriebs-/Motorsysteme	DEA4-Serie	Hervorragende Hochfrequenzunterdrückung
SPS/Sensor-Stromversorgung	DBA7-Serie	Wirtschaftlich und stabil, geeignet für die Filterung bei geringer Belastung
Schweiß-/Schneidgeräte	Dreiphasenserie DAC1	Hoher Strom, hohe Dämpfung, mehrstufige Filterung
VFD/Förderer	DF2-Serie	Unterdrückt häufigOberwelleninterferenz des Frequenzumrichters

In komplexen und sich ständig verändernden industriellen Umgebungen sind elektromagnetische Störungen zu einer entscheidenden Herausforderung geworden, die sich auf die Genauigkeit, Stabilität und Lebensdauer von Robotern auswirkt. Ob beim Schweißen, in der Montage, beim Verpacken oder in Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetzwerken: Eine zuverlässige EMV-Konstruktion entscheidet über die Effizienz und Sicherheit der gesamten Produktionslinie. DOREXS bietet mit seinen professionellen Multiserien industrietauglicher EMI-Filter weltweit bewährte, hocheffiziente Lösungen für Robotersysteme – mit überlegener Dämpfung, stabilerer Störfestigkeit und breiterer Branchenkompatibilität, sodass Roboter wirklich ihr volles Potenzial entfalten können.

Wenn Sie nach Möglichkeiten suchen, die Stabilität von Robotersystemen zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren, die Genauigkeit zu erhöhen oder bestehende EMI-Schwachstellen zu beheben,Jetzt ist der perfekte Zeitpunkt zum Handeln.

Kontaktieren Sie uns, um eine maßgeschneiderte EMI-Lösung für Ihr Anwendungsszenario zu erhalten, und lassen Sie DOREXS Ihrem Robotersystem zu einem zuverlässigeren, sichereren und effizienteren Betrieb verhelfen.

IndustrierobotersindaufHochgeschwindigkeits-Bewegungssteuerung,Präzisionssensoren,ServoantriebeundEchtzeit-Kommunikationsnetzwerkeangewiesen.DieseKomponentenmachenRobotersystemeäußerstempfindlichgegenüberelektromagnetischenStörungen(EMI).DieGewährleistungderelektromagnetischenVerträglichkeitistfürdenzuverlässigenRoboterbetriebvonentscheidenderBedeutung.DieVermeidungelektromagnetischerStörungenistfürRoboterdesign-undFertigungsumgebungenvonentscheidenderBedeutung,dastarkeEMV-MaßnahmenundeinewirksameAbschirmungunerlässlichsind,umdieZuverlässigkeitundSicherheitderGerätezugewährleisten.EMI-Problemeund-LösungensindinverschiedenenBranchenrelevant,darunterAutomatisierung,Automobil,FertigungundLuft-undRaumfahrt,wostrengeZertifizierungsstandardsundhoheEMI-EmpfindlichkeitrobusteLös

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